Potenzialità e applicazioni innovative del Servizio

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1 Potenzialità e applicazioni innovative del Servizio Bianca Federici bianca.federici@unige.it Laboratorio di Geodesia, Geomatica e GIS DICAT Università degli Studi di Genova SERVIZIO REGIONALE DI POSIZIONAMENTO GNSS

2 Potenzialità della rete GNSS regionale --> Posizionamento di precisione in tempo reale su tutto il territorio regionale abbattendo tempi e complessità sia del rilievo che dell'elaborazione garantendo affidabilità e continuità offrendo supporto agli utenti --> Materializzazione del Sistema di Riferimento ETRF Rilevamenti e procedure di georeferenziazione notevolmente velocizzate

3 Potenzialità della rete GNSS regionale Applicazioni tecniche Monitoraggio del territorio, del costruito, ambientale, marino... Applicazioni professionali quali ad es produzione e aggiornamento cartografico; - appoggio fotogrammetrico, telerilevamento, rilievi laser scanning - rilievi catastali; - monitoraggio dissesti idrogeologici, perimetrazione aree incendiate,...

4 Rilievo integrato GPS-Stazione totale per Tipo frazionamento

5 Intersezione in avanti a partire da p.ti GPS 2001 e 2002 Stazione totale su p.to GPS 4000, orientata su 4001

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8 Potenzialità della rete GNSS regionale Applicazioni navigazionali a piedi: sentieristica, perimetrazione incendi,... turistico, micologico, sicurezza,... in vettura a terra: controllo autobus, treni, autovetture in mare: percorsi mercantili, militari, diporto in volo: rilievi fotogrammetrici/lidar, trasporti civili/militari

9 Utenti 1. Enti cartografici (IGMI, AdT, Servizio Geologico, IIM, CIGA) 2. Categorie professionali (Geometri, Geologi, Ingegneri, Architetti, Agronomi,...) 3. Amministrazioni del territorio (Servizi Regionali, Province, Comuni) 4. Consorzi per la gestione di comprensori territoriali (Autorità di bacino, Comunità Montane,...) 5. Aziende pubbliche e private nella gestione dei trasporti (terrestri, marittimi, aerei) 6. Privati

10 Potenzialità del Servizio regionale --> Fornitura di servizi aggiuntivi con attenzione alle specificità del territorio regionale post-processing di dati forniti dall'utente planning realistico

11 Planning realistico La precisione di un rilievo GNSS dipende da: - numero di satelliti visibili - configurazione geometrica dei satelliti (DOP) Software commerciali di elaborazione dati GNSS permettono di effettuare una pianificazione del rilievo - solo per un numero limitato di punti - introducendo manualmente eventuali ostruzioni rilevate in sito

12 Satelliti visibili e rispettivi valori dell'indice PDOP

13 In presenza di: - ostruzioni naturali Pianificazione realistica dei rilievi - ostruzioni artificiali - ad intere aree - a specifici percorsi, aderenti al territorio o a quota assegnata, fornendo una velocità media di spostamento - per identificare le aree/percorsi ottimali per prefissato orario, - per individuare l orario ottimale per fissata area/percorso

14 1 fase: DETERMINAZIONE AUTOMATICA DELLE OSTRUZIONI Per ogni pixel del DTM viene eseguita una scansione a 360 (per grado azimutale) calcolando l angolo di elevazione (sull orizzonte) che sottende l ostruzione massima.

15 2 fase: DETERMINAZIONE VISIBILITA' SATELLITARE Almanacco (dal messaggio navigazionale D) recente (non deve precedere la campagna di oltre un mese se non ci sono stati cambiamenti nella configurazione e nelle orbite) da internet o con breve sessione di misura (15 minuti) Session Planning Riferito al baricentro della zona da rilevare e valido in un ambito di km Basato sui satelliti disponibili forniti dall Almanacco, tenendo conto delle ostruzioni riscontrate: Grafico del numero di satelliti Grafico dei DOP Diluition of Precision = indice di dispersione della soluzione

16 Insuf: sat < 4 Suff: 4-7 sat Buono: 8-11 sat Ottimo: sat > 11 Insuf: pdop >= 7 Suff: 3 < pdop < 7 Buono: pdop <= 3 n_sat_gps PDOP_GPS

17 Insuf: sat < 4 Suff: 4-7 sat Buono: 8-11 sat Ottimo: sat > 11 Insuf: pdop >= 7 Suff: 3 < pdop < 7 Buono: pdop <= 3 n_sat_gnss PDOP_GNSS

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20 Visibilità satelliti GPS dalle ore 9 alle ore 11 Centro storico Zona residenziale 54% 45% 14% 5% 30% 41% Le % si riferiscono alla superficie stradale: per lo più inibito nelle vie nord-sud per lo più impiego possibile nelle piazze/slarghi rilievo possibile globalmente

21 Applicabilità per il territorio ligure? Planning realistico 06 superficie dove il rilievo GPS è possibile > 70 % Due comuni rappresentativi del ponente e del levante ligure

22 Applicabilità per il territorio ligure? Planning realistico 07 superficie dove il rilievo GPS è possibile > 70 % Due comuni rappresentativi del ponente e del levante ligure

23 Applicabilità per il territorio ligure? Planning realistico 08 superficie dove il rilievo GPS è possibile > 70 % Due comuni rappresentativi del ponente e del levante ligure

24 Applicabilità per il territorio ligure? Planning realistico 09 superficie dove il rilievo GPS è possibile > 70 % Due comuni rappresentativi del ponente e del levante ligure

25 Applicabilità per il territorio ligure? Planning realistico 10 superficie dove il rilievo GPS è possibile > 70 % Due comuni rappresentativi del ponente e del levante ligure

26 Planning realistico (14 maggio 2009; ore 10-11) 0-3 Sat 4-7 Sat > 7 Sat N. Sat GPS

27 Planning realistico (14 maggio 2009; ore 10-11) 0-3 Sat 4-7 Sat > 7 Sat N. Sat GPS + GLONASS

28 Potenzialità del Servizio regionale --> Consulenza e formazione in sinergia con l Università Eventi di formazione permanente in fase di preparazione Corso base 2 giorni Intro al posizionamento GNSS con particolare attenzione al rilievo NRTK inquadrato nella Rete Dinamica Nazionale Corso intermedio 2 giorni Integrativo al corso base Particolare attenzione al post-processamento dei dati ed alle trasformazioni tra Sistemi di Riferimento Corso avanzato Integrativo al corso intermedio Formazione avanzata a tema I corsi potranno mettere a disposizione crediti formativi professionali.

29 Potenzialità del Servizio regionale --> Studio e ricerca per nuove applicazioni innovative in sinergia con l Università monitoraggio geodinamico supporto alle previsioni meteorologiche di eventi intensi navigazione assistita: - utenti speciali, quali la Protezione Civile per la gestione delle emergenze - cittadini, a supporto della gestione del traffico

30 Monitoraggio geodinamico dell'arco Alpino Progetto Interreg III B Alpine Space: ALPS-GPSquakenet Poggio Grande

31 Modellazione atmosferica Modelli previsionali generati integrando differenti tecnologie: - radar molto precise ma a breve termine - immagini satellitari meno precise ma a più lungo termine L'osservazione dei segnali GNSS consente di ottenere informazioni sul contenuto d'acqua precipitabile in atmosfera informazione essenziale in quanto la formazione e l evoluzione dei fenomeni meteorici sono sostanzialmente governate da tale componente Utile per previsione di eventi significativi a 4 ore, a scala locale

32 Il segnale GNSS attraversa - la Ionosfera ( km) parte ionizzata il cui effetto dipende dalla frequenza del segnale - Troposfera (0-50 km) parte soggetta alle variazioni climatiche il cui effetto dipende principalmente dalla cosiddetta parte secca (solo il 10% dipende dal vapor acqueo e dalla temperatura). Total Zenith Delay: TZD GPS = ZHD + ZWD Zenith Hydrostatic Delay: ZHD = ( ± )PS / f (λ, H) λ : latitudine H : altitudinein km f (λ, H) = ( cos 2λ H) Zenith Wet Delay: ZWD = TZD GPS ZHD PS Contenuto d acqua precipitabile: PWV = K * ZWD con K = f(pressione parziale del vapore acqueo, temperatura lungo un profilo verticale)

33 Stima dei contenuti di vapor acqueo in atmosfera PWV [m] novembre Pioggia osservata [mm] novembre PWV [m]

34 Ottobre PWV [m] ottobre Pioggia osservata [mm] ottobre Ottobre

35 In taluni periodi si verifica una discreta corrispondenza tra contenuto d acqua precipitabile PWV e pioggia realmente caduta. Ció non é peró sempre verificato. Il contenuto di acqua precipitabile rappresenta il vapore acqueo che puó precipitare sotto certe condizioni atmosferiche (temperatura di condensazione, dinamica dell aria, ) É necessaria la conoscenza di diversi fattori lungo il profilo atmosferico il GPS può fornire informazioni utili, da integrare con altre tecnologie meteorologiche

36 SERVIZIO REGIONALE DI POSIZIONAMENTO GNSS Nuova forma di presidio del territorio